Tr

ng

i h c Thu l i

Lu n v n th c s

1

L IC M

N

Sau th i gian h c t p, nghiên c u và làm lu n v n, đ
tình c a các th y, cô giáo trong tr

ng

c s giúp đ nhi t

i h c Th y l i Hà N i, các cán b khoa

h c – Vi n Khoa h c Th y L i Vi t Nam, d

is h

ng d n c a TS. Lê Xuân

Khâm và PGS.TS. Tr nh Minh Th đ n nay tác gi đã hoàn thành lu n v n th c s
k thu t c a mình.

Hà N i, tháng 03 n m 2011

Lê Th V n Anh

H c viên: Lê Th V n Anh

Cao h c khóa 17


Tr

ng

i h c Thu l i

Lu n v n th c s

2
M CL C

M

U .................................................................................................................... 8

T
3

T
3


3

CH

T
3

NG 1:T NG QUAN V V N

T
3

NGHIÊN C U

N

NH MÁI D C

T
3

................................................................................................................................... 11
1.1. Gi i thi u chung v v n đ
T
3

n đ nh mái d c trên th gi i và

Vi t Nam (tiêu


T
3

T
3

3T

t l mái d c c a đ

ng do m a ..............................................................31
T
3

1.4. M t s d ng mái d c đi n hình .......................................................................33
T
3

T
3

1.5. Ý ngh a c a vi c nghiên c u s

n đ nh mái d c đ t .....................................34

T
3

CH
T

2.3. Các t i tr ng c b n tác d ng lên mái d c đ t khi có m a l n ......................41
T
3

T
3

2.4. C ch th m trong mái d c đ t khi có m a l n ..............................................41
T
3

T
3

2.4.1.Khái ni m v h đ t bão hòa và h đ t không bão hòa .............................41
T
3

2.4.2.
T
3

T
3

nh lu t Darcy cho đ t không bão hòa ...................................................43
T
3

2.4.3. Bi n đ i h s th m trong đ t không bão hòa ..........................................44


l n ..........................................................................................................................45
T
3

CH
T
3

NG 3: C

T́NH TÓN

N

S

TÍNH TOÁN, L A CH N PH N M M PH̀ H P
NH ḾI D C KHI CÓ M A L N .................................. 47
T
3

3.1. Các ph

ng pháp tính toán n đ nh mái d c đ t hi n nay .............................47

3.1.1. Ph

ng trình đ b n Coulomb .................................................................47


T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3



T
3

3.3.2. C s lý thuy t c a ph n m m ng d ng .................................................54
T
3

CH

T
3

NG 4: ́P D NG CHO CÔNG TRÌNH C TH .................................. 61

T
3

T
3

4.1. Gi i thi u công trình ch n ..............................................................................61
T
3

T
3

4.2. Dùng ph n m m ph̀ h p đ tính n đ nh mái d c đ t công trình .................64
T

4.3.3. Tài li u m a ..............................................................................................66
T
3

T
3

4.3.4. K t qu tính toán ................................................................67_Toc287605771
T
3

T
3

T
3

T
3

4.4. Phân tích, đánh giá k t qu bài toán: ..............................................................73
T
3

CH
T
3

T
3


ng h

T
3

ng nghiên c u ti p theo...................................82
T
3

5.3. Ki n ngh .........................................................................................................82
T
3

T
3

TÀI LI U THAM KH O ...................................................................................... 83
T
3

T
3

PH L C ................................................................................................................. 85
T
3

T
3

3

T
3

Hình 1.3. Các dòng b̀n đá trong kh i tr

t t i Minh Hóa, Qu ng Bình ................. 23

T
3

T
3

Hình 1.4: Tr

t dòng t i A L

Hình 1.5: Tr

t ta luy đ

ng H Chí Minh t i Qu ng Nam .................................... 25

Hình 1.6: Tr

t

Khâm

3

T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 1.9. S t l đ
T
3

ng t i Th

ng Xuân-Thanh Hóa .............................................. 31
T
3

Hình 1.10. i m s t l trên đ

ng H Chí Minh đo n qua xã Xuân Tr ch-Ngh An

T
3


T
3

Hình 1.14 : Mái d c nhân t o .................................................................................... 33
T
3

T
3

Hình 1.15: Mái d c k t h p ...................................................................................... 33
T
3

T
3

Hình 2.1. Tr

t do l n r i kh i đ t, đá ..................................................................... 37

Hình 2.2. Tr

t m t ph ng ........................................................................................ 37

Hình 2.3.Tr

t vòng cung đ n gi n .......................................................................... 38


3

T
3

i t i tr ng .................................................................. 39

Hình 2.6. Chuy n đ ng do dòng n
T
3

H c viên: Lê Th V n Anh

T
3

c ch y.............................................................. 39
T
3

Cao h c khóa 17


Tr

ng

i h c Thu l i

Lu n v n th c s

T
3

Hình 2.11: M t c t phân b áp l c l r ng trong v̀ng đ t không bão hòa ( Fredlund
T
3

và Rahardjo, 1993) ....................................................................................................45
T
3

Hình 3.1: S đ m t tr
T
3

t ......................................................................................... 48
T
3

Hình 4.1. Km K0+125 vào b n H xã S n Hà- Quan S n ....................................... 61
T
3

T
3

Hình 4.2. Km K7+225 vào b n Bôn xã Tam Thanh- Quan S n .............................. 62
T
3


3

T
3

Hình 4.7. K t qu tính n đ nh khi có m a liên t c .................................................. 68
T
3

T
3

Hình 4.8. Quan h gi a h s
T
3

n đ nh theo th i gian tr

ng h p m a liên t c........ 69
T
3

Hình 4.9. K t qu tính th m khi d ng m a .............................................................. 70
T
3

T
3

Hình 4.10. K t qu tính n đ nh khi có m a liên t c ................................................ 70


ng h p n

c sông rút

nhanh .........................................................................................................................73
T
3

Hình 4.14. Ph n áp ................................................................................................... 76
T
3

T
3

H c viên: Lê Th V n Anh

Cao h c khóa 17


Tr

ng

i h c Thu l i

Lu n v n th c s

7


ng h p n

c rút

nhanh…………………………………………………………………………

H c viên: Lê Th V n Anh

70

72

Cao h c khóa 17


Tr

ng

i h c Thu l i

Lu n v n th c s

8
M

U

1.Tính c p thi t c a đ tài


M làm ch t trung bình 25-50 ng

th k XX, tr

tl

i, thi t h i 3.5 t USD.

t l đ t đã làm ch t và m t tích 10.000 ng

n m có kho ng 1.000 v tr

i.

Ý trong

Trung Qu c hàng

t l đ t làm thi t h i hàng t nhân dân t .

vùng duyên h i mi n Trung n

c ta, bão và áp th p nhi t đ i th

ng kéo

theo m a to và r t to, t p trung gây ra m t n đ nh mái d c đ t. Trong m t s n m
g n đây n


hành t p trung vào phân tích tình hình và phân tích các c ch phát sinh, nguyên
nhân c ng nh các nhân t
trình xây d ng

nh h

ng làm m t n đ nh mái d c đ t c a các công

khu v c nghiên c u đ t đó đ ra các bi n pháp ng n ng a và

gi m thi u thi t h i. M a c ng là m t nguyên nhân đang đ
H c viên: Lê Th V n Anh

c nghiên c u.

Cao h c khóa 17


Tr

ng

i h c Thu l i

Lu n v n th c s

9

Các nghiên c u lý thuy t và th c nghi m v


Cho đ n nay, các nghiên c u phát tri n mô hình toán c ng nh

nghi m ph c v cho nghiên c u có liên quan t i môi tr
đ

c

ng c a

s

các thí

ng th m không bão hòa đã

khoa h c và đi u ki n đ phát tri n các bài toán

ng d ng. Modul

SLOPE/W và VANDO/SLOPE trong ph n m m GEOSLOPE c a Canada là m t
trong nh ng ph n m m s d ng vào nghiên c u th m

môi tr

ng đ t không bão

hòa có hi u qu .
Vì v y đ tài “Nghiên c u nh h

ng c a các đi u ki n biên đ n n đ nh mái


ng g p

- Nghiên c u c s lý thuy t
H c viên: Lê Th V n Anh

Cao h c khóa 17


Tr

ng

i h c Thu l i

- L a ch n ph
d cc ađ

10

ng pháp tính toán và ph n m m h p ĺ đ

Lu n v n th c s
tính toán n đ nh mái

ng.

- Tính toán cho 1 công trình c th

H c viên: Lê Th V n Anh

Vi t Nam

(tiêu bi u là khu v c duyên h i mi n trung)
Hi n t

ng m t n đ nh mái d c hay tr

d ch c a kh i đ t đá trên s
(tr

n d c t trên xu ng d

t) ho c r i t do (l , đ t, đá đ /l n). Tr

nhiên ho c s

tl đ

n (b /mái) d c nhân t o d

c hi u là hi n t

ng chuy n

i theo m t ho c vài m t nào đó

t l có th x y ra trên s

i tác d ng c a tr ng l



Trong nh ng đi u ki n th

t l đó gây nên

ng s ng.

ng g p nh t h tr cho s thành t o tr

t có th

k ra các đi u ki n sau đây: 1) đ c đi m khí h u, ch đ thu v n c a các b n
khu v c tr

và các sông

t ven b khu v c; 2) đ a hình khu v c; 3) c u trúc đ a

ch t và tính ch t c ĺ các l p đ t đá
đ i, hi n t

s

n d c, các v n đ ng ki n t o m i và hi n

ng đ a ch n; 4) đi u ki n đ a ch t thu v n; 5) s phát tri n các quá

trình và hi n t
ng


Lu n v n th c s

12

M : thi t h i do m t n đ nh mái d c đ t c th là tr

+

vào h ng th hai sau đ ng đ t, h n c l l t. Hàng n m tr
trung bình 25-50 ng

tl đ t

cx p

M làm ch t

i, thi t h i 3.5 t USD.

Ý: trong th k XX, tr

+

tl đ tđ

t l đ t đã làm ch t và m t tích 10.000 ng

i.

Tiêu bi u vào n m 1963, t i thung l ng sông Piave c a Italia, n i có đ p

t l , phá hu ch di n ra trong 7 phút.
Pêru: đ t tr

t do m a l n ngày 02/04/2010 t i 2 th tr n thu c m n

ông B c- Pêru đã làm 28 ng

i ch t và 25 ng

i m t tích, 54 ng

i b th

ng và

120 ngôi nhà b h h i.
+ T i Liên Xô c : v̀ng duyên h i bi n
khu v c tr

en và l u v c sông Volga c ng là

t l gây t i h a h t s c nghiêm tr ng. T n th t do tr

t l , hàng n m

Liên Xô đ t hàng tr m tri u rúp (ti n rúp c ). N m 1911 phát sinh tr
NoMiPy, có th là v tr

c ghi l i c a th k này, th tích kh i tr



1345 t i l u v c Gaudelen phía nam Trondheim c a Na-uy đã x y ra m t v tr
l n, làm ch t hàng tr m ng
vào n m 1893 là v tr

i và phá hu nhi u ru ng đ ng. Tr

t mái l n nh t là

t đ t sét cao lanh Vaerdalen g n Trondheim tr

dài 30 phút, v i t c đ nhanh h n ng a phi đ t sét loãng nh n

H c viên: Lê Th V n Anh

t

t đ ng kéo

c ch y vào khe

Cao h c khóa 17


Tr

ng

i h c Thu l i


t l vô cùng nghiêm tr ng. T i

t mái trong c n

di n tích 143 nghìn hécta. Tháng 11 n m 1931 tr
Quan-Tây (g i là tr
hu đ

t Quy-chi-lai), phá hu đ

ng giao thông, tr

c là 5584 v , v i

t l phát sinh t i đ

ng h m đ

ng s t

ng s t Quy-chi-lai, phá

t l đã nâng cao lòng sông, v̀ng tr ng th

nguy c gây ng p úng … Tháng 11 n m 1967 l i phát sinh tr

ng l u có

t đ ng, đã t n 176


t l đ t Ginsaugon tháng 2/2006. Nguyên nhân là do

m a l n kéo dài c ng thêm đ t gãy phát sinh do tr n đ ng đ t n m 1994.V tr

t

l đ t đã làm thi t h i v nông nghi p và k t c u h t ng lên đ n 2,55 tri u USD,
154 ng
ng

i ch t, 30 ng

i b nh h

i b th

ng và 96 ng

ng; 920 h và 3272 ng

H c viên: Lê Th V n Anh

i b m t tích; 3811 h và 18450

i ph i di chuy n.

Cao h c khóa 17


Tr

tr m ng

ông Trung Qu c m a

i thi t m ng và hàng

i m t tích.

H c viên: Lê Th V n Anh

Cao h c khóa 17


Tr

ng

i h c Thu l i

Lu n v n th c s

15

Nh v y, m t n đ nh mái d c đ t đang là v n đ có liên quan đ n tính m ng
và tài s n c a con ng

i nên đang đ

c r t nhi u các n



Xu t phát

l

quá trình
ng

đ t

t x y ra trong th k 20
nh h

ng

tr

ng

Chú thích

t

2.109

Phá

hu

làng


bùn

núi

185km2

núi l a)
1920

1921

Ningxia

Tr

(Trung Qu c)

Haiyuan

Kazakhtan

Tr

ng

t

đ t


i

675 kh i tr

t trên

ch t, nhi u làng

đ t hoàng th , t o

m c b phá hu

nên h n 40 h

500 ng

Dòng đá

i ch

thung

l ng sông Alma

đá

Atinka
1933

Tr


6.800 ng

Deixi,

vì

M=7,5

2.500 ng

m al n

-

tr

i ch t
t

đ t;
i ch t

ng đ t t o nên
nh ng kh i tr
l n; kh i tr

t

tl n


phá hu , h h ng

b n gây ra s

ch t/m t

d ch

Cao h c khóa 17


Tr

1949

ng

i h c Thu l i

Tadzhiktan

Tr

Lu n v n th c s

16

t


ng

nd c

tr

t

đá;

chuy n thành dòng
thác l n đ t hoàng
và m nh đá

th

granit
1953

Wakayama,

Tr

Nh t b n

dòng b̀n đá

và

sông Arita


h i

d ch chu n s

n ng

n

d c
1953

Kyoto,

Nh t

B n

Tr

t

và

336 ng

m al n

i ch t


n ng

n

d c
1958

Shizuora,

Tr

Nh t B n

dòng b̀n đá

và

Kanogawa

19.754

t

và

m al n

-

1.094 ng

1963

Ancash, Peru

4.000-5.000

Dòng thác đá r i

đá Nevados

ng

t

Huascaran

làng m c b phá

Huascaran v i t c

hu

đ 170km/gi

Dòng

thác

Friuli-



i ch t,

Ttr

t đá v i t c

ph

đ nhanh vào lòng

b

h Vaiont gây nên

n ng;

thi t hai 200 ti u

H c viên: Lê Th V n Anh

Nevados

sóng
v

t

cao
qua

đ t

hoàng

t

-

William

Vaiont

Thi t h i đ

c

Tr

t l n làm h

xác đinh là 280

h i

nhi u

tri u USD

ph



de

Janero, Brazil

Tr

t Rio de

Janero,

m al n

-

444 ng

i ch t,

c phát hi n v i

phá hu 4 làng

t c đ cao

1.000 ng

Nhi u kh i tr

i ch t

i ch t

t

Ararash,

dòng thác đá

trong dãy núi phía

Brazil

r i và bùn

Tây Nam Rio de

Serra

Janero

das

Ararash
1970

Ancash, Peru

Dòng

thác

đ

phá

đ t đ n 280km/gi

v

v i t c đ

hu , Ranrahirca
h u nh

b phá

hu hoàn toàn
1974

Huancavelica,

Tr

t

đá

Peru

thác đá r i


140km/gi ,

sông

i ch t, phá

Mantaro b

ch n

hu m t đ p c a
v t li u tr
nên l

l n

dòng

tt o
h

l u
1980

Washington,

Tr

t đá và



c a Mount

n i ti ng trên th

đã c u d

Mount

St. Helens

gi i; ch có 5-10

s ng; m i đ u ch

ng

St.

Helens

i

ch t

là s tr

nh ng

kh i


đ

l

đá l n; s

125km/gi ; b m t

i ch t ít do

đã đ
Utah, M

nhà,

t đá, sau

đ
ng

1983

c s

c s tán

Phá h ng đ

trung


Quoocs

Selesshan

t

-

3,5.106

i ch t

237 ng

i ch t,

Tr

chôn vùi 4 làng,

th

t đ t hoàng

l p đ y 2 h
ch a n
1985

c


-

Phá hu
tr n

Thi t h i v ng

4 th

và

làng;

sông

ng

Lagunillaslaays
sinh m ng
20.000

không k

i

xi t vì

báo thiên tai
c


200.106

Làng

thác đá r i

Bairaman

b

Bairaman

M=7,1

chi c

Anh

tr

Bairaman

phá hu
đ p

vì

t o nên đ p cao



i h c Thu l i

Lu n v n th c s

19
h

1987

Napo, Ecuado

Tr

t

Núi

Reventador

l a

Reventador

ng

l n

t i



ch

y u

trong đ t bão hoà
trên

s

n

d c

phá hu , thi t h i

đ ng, hàng ngàn

1 t USA

kh i

tr

t

bi n

thành các dòng đá
l u


trên

ng

i ch , 1700

d ng

ng

i m t tích,

xu ng thành các

250km2

b phá hu

158

ng

i

b

th

ng,

L ,

Guatemala,

dòng

Nicaragua, El
Salvador

tr

t,

Kho ng

Mitch

ng

i ch do l

180

Hurricane

và

tr

Honduras, m a x i


d m/gi
ng m a
t

Tegucigalpa

và kh p n i

Casitas
Nicaragua tr

c tiên là gió

c

đó

1.1.2.Các s c tr

tl đ t

khu v c duyên h i mi n trung Vi t Nam

Vùng duyên h i mi n Trung Vi t Nam g m 13 t nh t Thanh Hóa đ n Bình
Thu n, phía đông là Bi n
H c viên: Lê Th V n Anh

ông, phía Tây là d i Tr


ng S n B c và Tr

èo H i Vân và núi B ch
ng S n Nam. Dãy Tr

ng

S n càng v phía Nam càng ti n sát ra b bi n, t o nên d ng đ a hình th p d n t
Tây sang ông [3]
Trong m y th p k g n đây, tr

t l đ t m nh m và ph bi n

khu v c này. Th ng kê s b v thi t h i do thiên tai tr

t l gây ra

vùng núi
m t s t nh

duyên h i mi n Trung nh sau:
* Vùng B c Trung b :
- Tr

t l x y ra m nh

h u h t các t nh

- Các khu v c b thi t h i n ng:
+ Khe Sanh, Phú L c, Nam ông (Th a Thiên - Hu )


Cao h c khóa 17


Tr

ng

i h c Thu l i

Lu n v n th c s

21

+ S n Hà, S n Tây, Ba T , Trà B ng (Qu ng Ngãi).
+ Tây S n (Bình
+ T nh Thanh Hóa: Tr
Xuân, Quan S n, Th

nh)
t l đ t th

ng x y ra

các huy n Ng c L c, Nh

ng Xuân.

N m 2009, 2010 m a l n t i nhi u n i nh t là các t nh mi n núi Thanh Hóa
gây ra l l t làm thi t h i r t nhi u ng


t l núi D ng, thành ph Vinh ngày 15/1/2008, m t ng

3/11/2008, t i núi này l i x y ra tr

i ch t. Ngày

t l hàng tr m mét kh i đ t đá đã s p xu ng sát

c a các h dân. R t may là v s t l đ t di n ra vào ban ngày nên không

c nh nhà

có thi t h i v ng
- Tr
D

i b th

tl đ

i.
ng nghiêm tr ng t i m t s tuy n đ

ng thu c huy n T

ng

ng do m t c n m a l n kèm theo l quét vào t i 26 tháng 5 n m 2009.
+ T nh Hà T nh:


c bi t t i Km 78 và Km81+500 đ t s t l m nh, gây ách t c giao

thông. Trong mùa m a 2003-2004 t i H
l m t s v trí trên đ

ng Tr ch H

ng Khê c ng x y ra tr

t

ng H Chí Minh.

- Trong tr n m a l tháng 8 n m 2007, trên đ a bàn Hà T nh, qu c l 8A đã
b s t l mái ta-luy d

ng t i Km 23-28 và Km 62-85 t ng kh i l

ng b s t l

tính trên 1.000 m3, qu c l 8B b s t l mái ta-luy và rãnh d c nhi u đo n
trên 300 m3; l đ

ng b xói trôi sâu t 20-30 cm,

qu c l 15 s t l mái ta-luy d
đ t, đá s t l

c

-

o n đèo

á

o - Tây Gát dài 9km thu c xã Xuân Tr ch, huy n B

Tr ch, t nh Qu ng Bình đã ghi nh n 04 đi m tr

t l taluy d

ng quy mô l n, t

1.000 đ n h n 100.000m3 t i các v trí: Km 518, Km 517+300, Km 515+800 và
Km 514+600.
-

o n B c đèo U Bò dài 29 km thu c đ a ph n xã Phúc Tr ch, huy n B

Tr ch, t nh Qu ng Bình đã ghi nh n 01 đi m tr
tr

t t i Km 30 quy mô r t l n, 2 đi m

t t i các đi m Km 40+700 và Km 46+100, g n 30 đi m tr

t, đ l quy mô v a

và nh .

ng t .

t t i Minh Hóa, Qu ng Bình

+ T nh Qu ng Tr :
- S t lún, l đ t

huy n Cam L : n m 1993 s t lún t i B nh vi n huy n

Cam L c (sau đó đã ph i di d i b nh vi n này); n m 1994 m t s t lún khác di n
ra t i thôn H u Viên, huy n Cam L . Tháng 2 n m 2006 s t lún đ t
Hi p, xã Cam Tuy n, huy n Cam L gây nh h

thôn Tân

ng trên m t v̀ng đ t r ng kho ng

n a cây s vuông, trên đó có 122 h dân sinh s ng. S h s p là 16; hàng ch c c n
nhà b n t, s p t
- Tr

ng.

t l tr m tr ng trên tuy n đ

ng H Chí Minh đên 2004:

o n đèo

C ng Tr i dài 31km thu c đ a ph n các xã Ngân Thu , huy n L Thu , t nh Qu ng


ng

i h c Thu l i

Lu n v n th c s

24

- S t l nhi u đo n đ

ng

krong - A L

i (đ

ng H Chí Minh) vào mùa

m a 2007- 2008. T i Km 287+680, Km263+300… b s t l trên 1.000 m3 đ t, đá
t đá t hai bên s

n núi, taluy s t l làm vi c l u thông c a ng

i dân g p r t

nhi u khó kh n.
+ T nh Th a Thiên - Hu :
Tr



Cao h c khóa 17


Tr

ng

i h c Thu l i

Lu n v n th c s

25

huy n v̀ng núi cao, do ch a hoàn thành vi c kè ch n, nên s t l núi vùi l p đ
x y ra r t nguy hi m cho ng

i đi đ

ng.

- M̀a m a l n m 2007, m a l n kéo dài khi n tuy n đ
qua Qu ng Nam s t l g n 100 đi m.
n ng v i t ng kh i l

ng H Chí Minh
T
3

T


ng xuyên

x y ra, nên vào m̀a m a bão, ho c tr i chuy n m a là toàn b s h dân này g ng
gánh, b ng b nhau đ ch y tr n. H t m a là h l i kéo nhau tr v .
- S t l núi tháng 2 n m 2009 t i Km 65 + 00 trên Qu c l 14B qua khu v c
xã

i H ng, huy n

i L c gây t c ngh n giao thông. Khu v c này đã b s t l

trong đ t m a l vào tháng 10-2008, v i n a qu núi c hàng ngàn mét kh i đ t đá
b s t lún, m i khi có m a to là đ

Hình 1.5: Tr

H c viên: Lê Th V n Anh

p xu ng c t đ

t ta luy đ

ng.

ng H Chí Minh t i Qu ng Nam

Cao h c khóa 17